Nowa mapa ciemnej materii potwierdza teorię grawitacji Einsteina

Wykorzystując dane z Atacama Cosmology Telescope w Chile, naukowcy sporządzili szczegółową mapę rozmieszczenia ciemnej materii na jednej czwartej nieba.

Mapa pokazuje strefowy rozkład mas zasadniczo rozciągający się tak daleko, jak możemy zobaczyć w czasie; Wykorzystuje kosmiczne mikrofalowe tło jako tło dla obrazu ciemnej materii. Badania zespołu zostaną zaprezentowane o godz Nauka przyszłości z CMB x LSS Konferencja w Kioto w Japonii.

„Zmapowaliśmy niewidzialną ciemną materię na niebie do największych odległości i wyraźnie widzimy kontury tego niewidzialnego świata rozciągającego się na setki milionów lat świetlnych” – powiedział Blake Sherwin, kosmolog z University of Cambridge. Uniwersytet Princeton początek. „Wygląda dokładnie tak, jak przewidywały nasze teorie”.

Ciemna materia to ogólny termin określający materię, która stanowi około 27% wszechświata, ale której nie można bezpośrednio zaobserwować. Wiemy tylko, że istnieje, cokolwiek by to nie było, dzięki efektom grawitacyjnym.

Ludzie badają ciemną materię za pomocą dwóch głównych podejść: eksperymentów na Ziemi i wszechstronnych obserwacji wszechświata. Tam Wiele eksperymentów próbujących zidentyfikować ciemną materię Wśród morza proponowanych kandydatów na ciemną materię, do których należą m.in Słabo oddziałujące aksjony i masywne cząstki (WIMP).

Ale jedynym sposobem obserwowania ciemnej materii jest sposób, w jaki obserwuje się efekty grawitacyjne w dużych skalach. Wejdź do Teleskopu Kosmologicznego Atacama, który Datowanie wszechświata z większą dokładnością w 2021 roku. Mapa teleskopu jest oparta na Matter Map of the Universe została opublikowana na początku tego roku, który powstał przy użyciu danych z Dark Energy Survey i South Pole Telescope. Ta mapa potwierdziła wcześniejsze szacunki stosunku normalnej materii do ciemnej materii i wykazała, że ​​rozkład materii był mniej nierówny niż wcześniej sądzono.

Nowa mapa koncentruje się na ciągłym zainteresowaniu ogólną teorią względności Einsteina: w jaki sposób najbardziej masywne obiekty we wszechświecie, takie jak supermasywne czarne dziury, rozpraszają światło z odległych źródeł. Jednym z takich źródeł jest Kosmiczne mikrofalowe tłonajstarsze wykrywalne światło, które promieniuje z następstw Wielkiego Wybuchu.

Naukowcy skutecznie wykorzystali tło jako podświetlenie do oświetlania gęstszych obszarów wszechświata.

„To trochę jak cieniowanie, ale zamiast tylko czerni w sylwetce, masz teksturę i grudki ciemnej materii, jakby światło przepływało przez zasłonę z tkaniny z mnóstwem sęków i wypukłości” – powiedziała Susan Staggs. , dyrektor kosmologa i fizyka Atacama Telescope na Uniwersytecie Princeton, w oświadczeniu uniwersyteckim.

„Słynny niebiesko-żółty obraz CMB jest migawką tego, jak wyglądał Wszechświat w jednej epoce, około 13 miliardów lat temu, a teraz daje nam to informacje o wszystkich epokach od tego czasu” – dodał Staggs.

Najnowsza analiza wskazuje, że ciemna materia była wystarczająco zbita, aby zmieścić się w Modelu Standardowym kosmologii, który opiera się na teorii grawitacji Einsteina.

Eric Baxter, astronom z University of Hawaii i współautor badań, które zaowocowały mapą ciemnej materii w lutym, powiedział Gizmodo w e-mailu, że mapa jego zespołu była wrażliwa na niskie przesunięcia ku czerwieni (co oznacza bliskie, w młodszym wszechświecie). Z drugiej strony nowsza mapa skupia się wyłącznie na soczewkowaniu kosmicznego mikrofalowego tła, co oznacza większe przesunięcie ku czerwieni i bardziej wszechstronną skalę.

„Z drugiej strony nasze nowe pomiary i pomiary badają nieco inne (i uzupełniające się) aspekty dystrybucji materii” – powiedział Baxter. „Tak więc, zamiast zaprzeczać naszym wcześniejszym wynikom, nowe odkrycia mogą stanowić ważny nowy element układanki dotyczący potencjalnych niespójności z naszym standardowym modelem kosmologicznym”.

„Wszechświat może być mniej nierówny, niż oczekiwano w małych i niedawnych skalach (to jest system badany w naszej analizie), ale jest zgodny z oczekiwaniami z wcześniejszych czasów iw większych skalach” – dodał Baxter.

Nowe narzędzia powinny pomóc w odkryciu rozkładu materii we wszechświecie. Nadchodzący teleskop w Simmons Observatory w Atacama ma rozpocząć działalność w 2024 roku i będzie mapował niebo około 10 razy szybciej niż teleskop Atacama dla kosmologii, zgodnie z Premiera Princeton.

z Największy aparat cyfrowy w historii Przeznaczony do instalacji w Obserwatorium Vera Rubin, również w Atacama, to ekscytujący czas dla obserwatoriów naziemnych.

Więcej: Nowa teoria ciemnej materii mówi, że „ciemny Wielki Wybuch” stworzył ukryty wszechświat